使用新型压榨毛毡制造改良的纤维素产品的方法及由其制造的产品技术

本申请公开了改良的纤维素产品，和使用具有至少第一编织基芯材料和第二编织基芯材料的分基芯湿式压榨毛毡设计制造改良的纤维素产品的方法，其中第一基芯材料和第二基芯材料通过至少一个纤维棉絮材料隔开。本申请还公开了改良的纤维素产品和使用具有有孔的聚合物片材侧表面的压榨毛毡设计制造改良的纤维素产品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用新型压榨毛毡制造改良的纤维素产品的方法及由其制造的产品对相关申请的交叉引用本申请基于2018年9月12日提交的美国非临时专利申请16/129,371，该申请基于2017年10月27日提交的美国临时专利申请62/577,985。因此要求上述申请的优先权，并且将其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请公开了使用分基芯湿式压榨毛毡(splitbasecorewetpressfelt)设计制造改良的纤维素产品的方法和由其获得的改良的纤维素产品。本申请还公开了使用具有有孔的聚合物片材侧表面(sheet-sidesurface)的压榨毛毡设计制造改良的纤维素产品的方法和由此获得的改良的纤维素产品。
技术介绍
已知湿式压榨毛毡在制造诸如纸、纸巾和手巾(towel)产品等纤维素产品的过程中是有用的。通常通过沿造纸机在移动的成形织物上输送纤维素纤维的含水浆料来制造来纤维素产品。随着含水浆料的输送，水被排干，并开始形成胚纤维素网。可以在造纸机的压榨部中使用压榨毛毡，以便于形成后从胚纤维网中抽出额外的水。此过程也称为脱水。脱水过程通常包括将纤维素网与一个或多个压榨毛毡一起输送通过一个或一系列压区(nip)，以便在压区中施加压力并促进水从纤维素网中去除并转移到压榨毛毡和从压榨毛毡中转移出来。这一脱水过程使纤维素网中的纤维进一步相互粘合，形成供在干燥机和造纸机的其他部分中进行进一步处理的纤维素片材。因此，期望压榨毛毡能够在压榨部中接受从湿纤维素网提取的水。与此相关，压榨毛毡应当能够防止除去的水返回到纤维素网。压榨毛毡还必须能够在脱水过程中支撑和运送纤维素网。压榨毛毡也可以参与纤维素片材表面的精加工，从而形成光滑或有纹理的表面。本领域使用了多种压榨毛毡设计，并且可以基于赋予制造的纤维素片材所需性能的能力来选择具体的压榨毛毡。传统的压榨毛毡设计包括单个统一的编织基芯材料(basecorematerial)，其上附着有片材侧纤维棉絮材料。如本文所用，术语片材侧(sheet-side)是指在脱水过程中与纤维素网相邻的压榨毛毡的一侧。相反，术语“辊侧(roll-side)”是指在脱水过程中与压辊相邻的压榨毛毡的一侧。在一些传统的压榨毛毡设计中，基芯材料可被压榨毛毡的片材侧和辊侧上的纤维棉絮包围。已经研究了不同的压榨毛毡设计，目的是增加所得纤维素片材的厚度(caliper)或体积(bulk)。厚度或体积增加的片材具有许多优点，包括(a)基重降低(意味着减少纤维用量，节省成本)，(b)在具有相同量的纤维材料的情况下辊直径更大，(c)能施用额外的压延来改善表面感觉，同时保持目标厚度；以及(d)减少片材计数，同时保持目标辊直径。不幸的是，发现导致厚度或体积增加的现有压榨毛毡设计是以其他性能为代价的，例如，片材强度、柔软度、造纸机速度和/或效率较低的干燥。一种旨在改善体积的这样的现有技术毛毡设计，称为“差分湿式压榨毛毡(differentwetpressfelt)”或“DWP”，使用比传统压榨毛毡少得多的量的覆盖基芯的片材侧棉絮材料，因此当与纤维素网一起压缩于压区中时，允许基芯材料以及其中的相关纱线节移动地更接近纤维素网的表面，并受压通过片材侧棉絮。不幸的是，使用这样的片材侧棉絮材料减少的压榨毛毡会导致片材变弱(强度降低)。另外，由于减少了片材侧棉絮材料的量，所以这种毛毡设计也不能均匀地脱水，并且需要减慢造纸机以达到足够的干燥。这导致不可接受的生产率下降。图1和2分别是传统压榨毛毡设计与现有技术的“差分湿式压榨毛毡”设计的比较。因此，需要一种在常规的湿式压机上使用压榨毛毡设计制造纤维素片材的方法，该方法能够生产厚度或体积增加但不伴随片材强度、柔软度、造纸机速度和/或干燥能力损失的片材。该需求通过使用本文公开的分基芯和/或有孔的聚合物片材侧表面压榨毛毡设计来制造改良的纤维素产品的方法以及由此产生的改良的纤维素产品得以满足。
技术实现思路
本文公开的实施方案提供了具有创造性的压榨毛毡，其能够制造厚度或体积增加，但是不会伴随片材强度、造纸机速度和/或干燥能力损失的改良的纤维素产品。在一些实施方案中，本文公开的具有创造性的毛毡的特征在于，具有至少第一编织基芯材料部分和第二编织基芯材料部分，其中第一基芯材料部分和第二基芯材料部分由至少一个纤维棉絮材料部分隔开。在不希望受理论束缚的情况下，相信通过提供比传统毡设计更接近压榨毛毡的片材侧的第二编织基芯材料，可以获得所得片材的厚度或体积的增加。另外，通过在至少第一编织基芯材料和第二编织基芯材料之间提供至少一种纤维棉絮材料，可以保持干燥效力和功效。出人意料的是，发现由分基芯设计制造的所得片材与没有分基芯设计的相似的传统压榨毛毡制造的片材一样坚固或更坚固。本申请还公开了使用具有有孔的聚合物片材侧表面的压榨毛毡设计来制造改良的纤维素产品的方法，与使用缺乏有孔的聚合物表面层的传统压榨毛毡制造的纤维素产品相比，据信该设计导致厚度和/或柔软度增加。在一些实施方案中，本专利技术的压榨毛毡可以既包括分基芯又包括有孔的聚合物表面层。附图说明图1描绘了示例性比较性传统压榨毛毡设计。图2描绘了示例性比较性“差分湿式压榨毛毡”设计。图3描绘了根据本申请的分基芯压榨毛毡设计的示例性实施方案，其中第一基芯材料具有单层编织纱线。图4描绘了根据本申请的分基芯压榨毛毡设计的示例性实施方案，其中第一基芯材料具有两层编织纱线。图5描绘了比较性传统压榨毛毡设计的片材侧表面、辊侧表面、CD横截面和MD横截面扫描电子显微镜(SEM)照片。图6描绘了根据本申请的示例性分基芯压榨毛毡设计的片材侧表面、辊侧表面、CD横截面和MD横截面扫描电子显微镜(SEM)照片。图7描绘了根据本文公开的具有创造性的压榨毛毡的一些实施方案的压榨毛毡的片材侧表面和辊侧表面，所述压榨毛毡具有在片材侧棉絮层的片材侧表面中钻出的孔，从而在所述压榨毛毡的片材侧表面上形成有孔的聚合物表面。图8描绘了使用对照毛毡和本公开的毛毡制造的基片(basesheet)的体积属性的比较(实例1-5)。图9描绘了使用对照毛毡和本公开的毛毡制造的基片的几何平均拉伸强度属性的比较(实例1-5)。图10描绘了使用对照毛毡和本公开的毛毡制造的未压延基片的厚度属性的比较(实例6-11)。图11描绘了使用对照毛毡和本公开的毛毡制造的压延转化纤维素产品的厚度属性的比较(实例6-11)。图12描绘了使用对照毛毡和本公开的毛毡制造的转化纤维素产品的柔软度属性的比较(实例6-11)。图13描绘了使用比较性传统压榨毛毡设计制造的基片的片材侧表面的CT扫描显微术拍摄的图像。图14描绘了使用本公开的分芯压榨毛毡设计制造的基片的片材侧表面的CT扫描显微术拍摄的图像(实例10)。图15描绘了使用本公开的具有有孔的聚合物表面的压榨毛毡设计制造的基片的片材侧表面的CT扫描显微术拍摄的图像(实例11)。图16描绘的图像被描绘为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制造纤维素产品的方法，包括：/n在造纸机的压榨部中用分基芯压榨毛毡使纤维素网脱水，其中，所述分基芯压榨毛毡包括：/n片材侧和辊侧；/n第一基芯材料，其包括编织纱线；/n第二基芯材料，其包括比所述第一基芯材料更接近所述压榨毛毡的片材侧定位的编织纱线；和/n位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171027 US 62/577,985;20180912 US 16/129,3711.制造纤维素产品的方法，包括：
在造纸机的压榨部中用分基芯压榨毛毡使纤维素网脱水，其中，所述分基芯压榨毛毡包括：
片材侧和辊侧；
第一基芯材料，其包括编织纱线；
第二基芯材料，其包括比所述第一基芯材料更接近所述压榨毛毡的片材侧定位的编织纱线；和
位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压榨毛毡还包括在所述第二基芯材料片材侧上的纤维棉絮材料和在所述第一基芯材料辊侧上的纤维棉絮材料。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的所述纤维棉絮材料包括两层，并且其中，更接近所述第一基芯定位的纤维棉絮层比更接近所述第二基芯定位的纤维棉絮层粗。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料比位于所述第二基芯材料片材侧上的纤维棉絮材料粗。


5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一基芯材料包括两编织层的纱线，每层都包括与纵向定向的纱线编织在一起的横向定向的纱线。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二基芯材料的纱线比所述第一基芯材料的纱线粗。


7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二基芯材料的纱线比所述第一基芯材料的纱线粗。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，位于所述第二基芯材料片材侧上的纤维棉絮材料包括有孔的聚合物片材侧表面。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料的厚度占整个分基芯压榨毛毡厚度的至少20％。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料的厚度占整个分基芯压榨毛毡厚度的至少35％。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料的厚度占整个所述分基芯压榨毛毡厚度的至少50％。


12.纤维素产品，其是通过包括在造纸机的压榨部中用分基芯压榨毛毡使纤维素网脱水的方法制造的，其中，所述分基芯压榨毛毡包括：
片材侧和辊侧；
第一基芯材料，其包括编织纱线；
第二基芯材料，其包括比所述第一基芯材料更接近所述压榨毛毡的片材侧定位的编织纱线；和
位于所述第一基芯材料和所述第二基芯材料之间的纤维棉絮材料。


13.根据权利要求12所述的产品，其中，所述产品是纸巾、手巾或餐巾产品。


14.根据权利要求12所述的产品，其中，所述产品是卫生纸。


15.根据权利要求12所述的产品，其中，所述产品是面巾纸。


16.根据权利要求12所述的产品，其中，所述产品是餐巾。


17.根据权利要求12所述的产品，其中所述纤维素产品的厚度比用仅包括单个基芯材料的压榨毛毡制造的相同纤维素产品的厚度大至少20％。


18.根据权利要求12所述的产品，其中，所述纤维素产品的厚度(密耳/8片)比用仅包括单个基芯材料的压榨毛毡制造的相同纤维素产品的厚度大至少35％。


19.根据权利要求12所述的产品，其中，所述纤维素产品的厚度(密耳/8片)比用仅包括单个基芯材料的压榨毛毡制造的相同纤维素产品的厚度大至少50％。


20.根据权利要求12所述的产品，其中，所述纤维素产品的厚度(密耳/8片)与基重(lb/3000ft2)之比为至少约3.5。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·O·艾沃费索，J·贝尔，C·斯托特尔德，T·拉默斯，T·比弗，
申请(专利权)人：奥尔巴尼国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US